CN108474292A - 车辆中的风扇装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于车辆中的冷却模块的风扇装置。车辆(6)包括散热器风扇(10)，该散热器风扇提供沿预期流动方向通过流动通道(5)和冷却模块的气流。冷却模块包括散热器(3)和至少一个另外的冷却器(1，2)，所述冷却器相对于通过流动通道(5)的所述预期流动方向布置在散热器(3)的上游位置。风扇装置包括至少一个附加电动风扇(4)。附加电动风扇(4)相对于通过流动通道(5)的所述预期流动方向在流动通道(5)中布置在散热器(3)的下游位置和散热器风扇(10)的上游位置。电动风扇(4)配置成在散热器风扇的操作条件不操作时的某些场合期间提供通过流动通道(5)的受限部分(18)和冷却模块的气流。

Description

车辆中的风扇装置
技术领域
本发明涉及根据权利要求1的前序部分的车辆中的风扇装置。
背景技术
AC系统通常用于冷却车辆中的驾驶室空间。AC系统包括具有循环制冷剂的冷却回路。循环制冷剂当其在蒸发器中汽化时冷却驾驶室空间中的空气，并当其在冷凝器中凝结时向周围空气释放热量。冷凝器通常位于靠近散热器的车辆前部，其中发动机冷却系统中的冷却剂被冷却。在操作期间，空气通过由发动机驱动的散热器风扇通过冷凝器和散热器吸入。发动机还驱动压缩机，该压缩机压缩和循环AC系统中的制冷剂。
通常期望即使在发动机不操作时也在车辆中使用AC系统。在这方面已知的做法是使压缩机以电能运行，并使用电动风扇强制冷却气流通过冷凝器。然而，在靠近普通冷凝器的位置通常没有用于电动风扇的空间。已知AC系统配置有位于距普通冷凝器一定距离处的附加冷凝器和电动风扇，以在发动机不运行时操作AC系统。两个冷凝器的存在会增加AC系统的部件的数量，同时会使AC系统的操作复杂化。
可供应给增压燃式发动机的空气的量取决于空气的压力，但也取决于空气的温度。因此，增压空气在其进入燃式发动机之前在增压空气冷却器中冷却。增压空气冷却器可以布置在车辆的前部，其在该处由环境空气冷却。当环境空气具有低温时，增压空气可以被冷却至低于空气的露点温度的温度。在这种情况下，液态水在增压空气冷却器中形成。当环境空气温度低于0℃时，还存液态水在增压空气冷却器中冻结成冰的风险。这种结冰会导致增压空气冷却器内的气流管道的阻塞程度增加或减少，从而导致到燃式发动机的空气流量减少，从而导致操作方面的故障或停机。
DE102011006350A1示出了用于将冷空气通过冷却模块移动到空气路径的风扇装置。风扇装置包括风扇护罩，该风扇护罩包括由发动机驱动的主风扇和与主风扇平行布置的多个电动风扇。电动风扇提供处于由主风扇提供的主空气路径侧面的补充空气路径。电动风扇的这种定位是耗费空间的，因为其需要更宽的流动途经以容纳电动风扇。
发明内容
本发明的目的是将至少一个电动风扇添加到车辆中的散热器风扇，其中附加电动风扇的存在不需要车辆中的任何额外空间。
上述目的通过根据权利要求1的特征部分的风扇装置实现。车辆中的冷却模块可以包括散热器和被限定为另外的冷却器的至少一个其他冷却器。在某些场合期间，期望当散热器风扇不操作时提供通过该另外的冷却器的气流。然而，找到用于这种附加风扇的适当安装位置是个问题。该另外的冷却器前面的区域通常由格栅占据。该另外的冷却器后面的区域通常由散热器或另一冷却器占据。但是，散热器与风扇外罩内的散热器风扇之间通常有空的空间，可以在其中布置附加电动风扇。在这种情况下，附加电动风扇并不靠近该另外的冷却器定位，但可以通过附加风扇提供通过散热器和该另外的冷却器的气流。风扇和电动机可以作为整体安装在这个空的空间中。
根据本发明的一实施方式，电动风扇在流动通道中布置在更靠近散热器而不是散热器风扇的位置。附加电动风扇靠近散热器的定位使得容易地提供通过散热器和散热器的相反侧上的另外的冷却器的相对集中的气流。附加电动风扇可以布置在流动通道的由散热器风扇的风扇罩限定的部分中。散热器风扇通常配置有风扇罩，以便提供通过散热器风扇的有效空气流动。这种风扇罩提供了在散热器风扇前面的空的空间，在其中可以布置一个或多个附加电动风扇。
根据本发明的一实施方式，风扇装置包括至少一个部件，该部件配置成提供限定流动通道的所述受限部分的气道。期望使用不需要大量供应电能的相对较小的附加风扇。因此，附加电动风扇不能提供通过整个流动通道和整个冷却模块的气流。借助于流动通道内的气道，可以借助于相对较小的附加风扇提供经过另外的冷却器的相关部分的集中的气流。气道可以由布置在该另外的冷却器与散热器之间的空间中的环形元件限定。在这种情况下，可以提供经由散热器在该另外的冷却器与附加风扇之间的基本无泄漏的气流。环形元件可以由适当的塑料材料制成。优选地，环形元件可附接到该另外的冷却器和散热器。环形元件可配置有可附接在冷却器/散热器的流动途经中的突出的紧固部分。
根据本发明的一实施方式，冷却模块可以包括两个另外的冷却器。该另外的冷却器可以是AC系统的冷凝器、增压空气冷却器、EGR冷却器、油冷却器等。气道可以由布置在两个该另外的冷却器之间的空间中的环形元件限定。同样在这种情况下，环形元件可以包括用于附接到相应冷却器的紧固部分。在这种情况下，可以通过两个该另外的冷却器之间的附加风扇提供基本无泄漏的气流。气道可以由附加电动风扇的风扇罩限定。这种风扇罩可以限定气道在散热器与附加电动风扇之间的基本无泄漏的部分。
根据本发明的一实施方式，另外的冷却器是AC系统的冷凝器，并且电动风扇配置成在AC系统在操作中并且燃式发动机不运行的场合期间提供通过流动通道的受限部分以及AC系统的冷凝器的气流。在这种情况下，可以在发动机不运行时使用AC系统。附加电动风扇和AC系统的压缩机由来自车辆中的电池的电能驱动。
根据本发明的一实施方式，附加电动风扇能够提供沿与通过流动通道的预期流动方向相反的方向通过流动通道的受限部分的气流。这种附加电动风扇的旋转方向是可逆的，使得其还能够提供沿流动通道的预期流动方向的气流。
根据本发明的一实施方式，另外的冷却器可以是将输送至燃式发动机的增压空气冷却的增压空气冷却器，其中附加电动风扇配置成在增压空气冷却器中存在结冰风险的场合期间提供沿与通过流动通道的预期流动方向相反的方向通过流动通道的受限部分和增压空气冷却器的气流。在这种情况下，可以将来自车辆的发动机室的相对温暖的空气引导至增压空气冷却器，以便融化增压空气冷却器中的可能的结冰。
附图说明
下面参照附图作为实施例描述本发明的优选实施方式，其中：
图1示出了包括根据本发明的风扇装置的车辆中的冷却模块的正视图，以及
图2示出了图1中的平面A-A中的冷却模块的横截面图。
具体实施方式
图1示出了冷却模块的正视图。冷却模块包括AC系统的处于前部位置的冷凝器1。冷凝器1经由入口管线1a接收气体制冷剂。制冷剂在冷凝器1中被冷却气流冷却至其冷凝的温度。液化的制冷剂经由出口管线1b离开冷凝器1。增压空气冷却器2布置在冷凝器1后面的位置。增压空气冷却器2包括入口罐2a、冷却部分2b和出口罐2c。增压空气通过入口管道2a1输送至入口罐2a。增压空气在冷却部分2b中被冷却气流冷却。冷却的增压空气在其经由出口导管2c1离开增压空气冷却器2之前被接收在出口容器2c中。散热器3布置在增压空气冷却器2后面的位置。散热器3包括入口罐3a、冷却部分3b和出口罐3c。冷却剂被容纳在入口罐3a中。冷却剂被输送至冷却部分3b，其在此被冷却气流冷却。冷却的冷却剂在其离开散热器3之前被接收在出口管1c中。两个附加风扇4用虚线表示。附加风扇4布置在散热器3后面。附加风扇4借助于相应的电动机4a操作。风扇4和电动发动机4a作为整体安装在靠近散热器3的位置。风扇4和电动发动机4a可以借助于附接到散热器3的入口罐3a和出口罐3c的适当的安装型材安装。
图2示出了图1中的平面A-A中的横截面图。冷凝器1、增压空气冷却器2和散热器3布置在车辆6中的流动通道5中，该车辆可以是重型车辆。流动通道5包括布置在车辆5的前部的开口5a。车辆的前壁7和保险杠8限定流动通道5的开口5a。格栅9布置在开口5a中。在这种情况下，格栅9由具有横跨空气通道5的开口5a的平行延伸部的多个竖直条限定。散热器风扇10配置成提供通过流动通道5中的冷却模块的冷却气流。散热器风扇10经由离合器12由燃式发动机11驱动。控制单元13控制离合器12的接合和分离。
燃式发动机11布置在车辆6的发动机室14中。控制单元13接收来自温度传感器15的关于在散热器3中被冷却并且冷却燃式发动机11的冷却剂的温度的基本上连续的信息。当冷却剂具有高于预定温度的温度时，控制单元13启动散热器风扇10。在操作期间，散热器风扇10提供沿通过流动通道5的预期流动方向的气流。该气流构成其经由入口开口5a引导到流动通道5中的环境空气。在流动通道5中，空气流过冷凝器1、增压空气冷却器2和散热器3。气流冷却冷凝器1中的制冷剂、增压空气冷却器2中的增压空气以及散热器3中的冷却剂。
冷凝器1在流动通道5中布置在相对靠近入口开口5a和格栅9的位置。增压空气冷却器2布置在冷凝器1后面一定距离处。第一环形元件16布置在冷凝器1于增压空气冷却器2之间的空间中。第一环形元件16附接在冷凝器1和/或增压空气冷却器2上。散热器3布置在增压空气冷却器2后面一定距离处。第二环形元件17布置在增压空气冷却器2与散热器3之间的空间中。第二环形元件17附接在增压空气冷却器2和/或散热器上。第一环形元件16和第二环形元件17与经过冷凝器1的气流、经过增压空气冷却器2的气流、经过散热器3的气流以及附加风扇4的风扇罩4b一起形成流动通道5的受限部分中的气道18。每个附加风扇4配置成提供通过这种气道18的气流。控制单元13控制电动发动机4a的启动和附加风扇4的速度。附加电动风扇的转速可以无级调节。附加风扇4的旋转方向是可逆的。因此，可以提供沿通过流动通道5的预期流动方向以及沿与通过流动通道5的预期流动方向相反的方向通过气道18的气流。
附加风扇4的使用具有多个应用。当驾驶员期望在温暖的一天中休息时，可以在燃式发动机不在操作中时启动AC系统。在这种情况下，驾驶员可以借助于按钮19等指示AC系统的启动。当这被指示时，控制单元13开始从车辆6中的电池等向AC系统的压缩机并且向给附加电动风扇4供电的电动机4a供应电能。附加风扇4启动，并且它们提供沿通过空气通道5的预期流动方向通过相应的气道18的气流。环境空气经由开口5a并且通过气道18被吸入到流动通道5中。通过气道18的气流提供冷凝器1中的制冷剂的所需冷却。环形元件16，17和附加风扇4的风扇罩4b限定了基本上密封的气道18。借助于这种气道18可以提供通过冷凝器1的相关部分的集中的气流。基本上由相应的附加风扇4提供的整个气流被引导通过冷凝器1。因此，可以使用具有相对较小容量的附加电动风扇4。通常流动通道5中的在散热器5与散热器风扇10之间的由散热器风扇罩10a限定的位置是空的空间。附加风扇4和电动机4a布置在该空间中。因此，附加风扇4相对于通过流动通道5的预期流动方向布置在散热器3的下游位置和散热器风扇10的上游位置。
附加风扇4的另一应用是在燃式发动机被操作并且环境空气具有非常低的温度时。在这种场合期间，散热器风扇通常不会被驱动。由于燃式发动机被操作，因此增压空气被引导到增压空气冷却器2。在这种场合期间，增压空气中的水蒸气可以在增压空气冷却器2中液化并冻结。如果其发生，则增压空气到燃式发动机11的供给将被减少并且可能被停止。为了避免该风险，控制单元13可以接收来自温度传感器20的关于环境温度或离开增压空气冷却器2的增压空气的温度的信息。在接收到的温度指示这种风险的情况下，控制单元13启动附加风扇4，使得它们提供沿与通过流动通道5的预期流动方向相反的方向的处于流动途经18中的气流。因此，附加风扇4提供来自发动机室14并且通过气道18的气流。气道18中的气流被引导通过散热器3、增压空气冷却器2和冷凝器1。发动机室14内部的空气通常具有比环境空气高得多的温度，因为其与发动机11接触。因此，相对较热的空气从发动机室14流出并流动通过增压空气冷却器2，在此其融化可能的结冰。
最后，在诸如城市驾驶的某些操作条件期间，可以使用附加风扇4而不是散热器风扇10来冷却冷凝器1中的制冷剂。在城市交通中，通过冷凝器1的冲压气流通常对于冷却制冷剂而言过低。在这种情况下，可以启动附加风扇4而不是散热器风扇10用于冷却冷凝器1中的制冷剂。在附加风扇4为此目的而设定尺寸的情况下，启动它们通常比启动相当大的散热器风扇10能量效率更高。
本发明不限于所描述的实施方式，而是可以在权利要求的范围内自由地变化。冷却模块可以例如包括可变数量的冷却器。

Claims (10)

1.用于布置在车辆中的流动通道中的冷却模块的风扇装置，其中车辆(6)包括散热器风扇(10)，所述散热器风扇由燃式发动机(11)驱动并且配置成提供通过流动通道(5)和冷却模块的沿预期方向的气流，其中冷却模块包括冷却燃式发动机(11)的冷却系统的散热器(3)以及相对于通过流动通道(5)的所述预期流动方向布置在散热器(3)的上游位置的至少一个另外的冷却器(1，2)，其中风扇装置包括至少一个附加电动风扇(4)，其中附加电动风扇(4)在流动通道(5)中相对于通过流动通道(5)的所述预期流动方向布置在散热器(3)的下游位置和散热器风扇(10)的上游位置，并且电动风扇(4)配置成在散热器风扇不操作的某些场合期间提供通过流动通道(5)的受限部分(18)和冷却模块的气流，
其特征在于，电动风扇(4)能够提供沿与通过流动通道(5)的预期流动方向相反的方向通过受限部分(18)的气流，并且所述另外的冷却器是冷却输送至燃式发动机(11)的增压空气的增压空气冷却器(2)，其中电动风扇(4)配置成在增压空气冷却器(2)中存在结冰风险的场合期间提供沿与通过流动通道(5)的预期流动方向相反的方向通过流动通道(5)的受限部分(18)和增压空气冷却器(2)的气流。
2.根据权利要求1所述的风扇装置，其特征在于，附加电动风扇(4)在流动通道(5)中布置在靠近散热器(3)而不是散热器风扇(10)的位置。
3.根据权利要求1或2所述的风扇装置，其特征在于，电动风扇(4)布置在流动通道(5)的由散热器风扇(10)的风扇罩(10a)限定的部分中。
4.根据前述权利要求中任一项所述的风扇装置，其特征在于，风扇装置包括配置成提供限定流动通道(5)的所述受限部分的气道(18)的至少一个部件。
5.根据前述权利要求中任一项所述的风扇装置，其特征在于，流动通道(5)内的所述气道(18)由布置在所述另外的冷却器(2)与散热器(3)之间的空间中环形元件(17)限定。
6.根据前述权利要求中任一项所述的风扇装置，其特征在于，冷却模块包括至少两个另外的冷却器(1，2)。
7.根据权利要求4和6所述的风扇装置，其特征在于，流动通道(5)内的所述气道(18)由布置在所述两个冷却器(1，2)之间的空间中的环形元件(17)限定。
8.根据权利要求4所述的风扇装置，其特征在于，流动通道(5)内的所述气道(18)由电动风扇(4)的风扇罩(4b)限定。
9.根据前述权利要求中任一项所述的风扇装置，其特征在于，所述另外的冷却器是AC系统的冷凝器(1)，并且电动风扇(4)配置成在AC系统在操作中并且燃式发动机(11)不运行的场合期间提供通过流动通道(5)的受限部分(18)以及AC系统的冷凝器(1)的气流。
10.根据前述权利要求中任一项所述的风扇装置，其特征在于，电动风扇(4)的旋转方向是可逆的。
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